面包板(也叫集成电路实验板)是电路实验中一种常用的具有多孔插座的插件板,在进行电路实验时,可以根据电路连接要求,在相应孔内插入电子元器件的引脚以及导线等,使其与孔内弹性接触簧片接触,由此连接成所需的实验电路,是用于搭试电路的重要工具。
面包板的外观和内部结构如图所示,面包板分上下两部分,上面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条,行和行之间电气不连通。每5 列插孔为一组,通常的面包板上有 10 组或11 组。对于10 组的结构,左边3 组内部电气连通,中间4 组内部电气连通,右边3 组内部电气连通,但左边3 组、中间4 组以及右边3 组之间是不连通的。对于11 组的结构,左边4 组内部电气连通,中间3 组内部电气连通,右边4 组内部电气连通,但左边4 组、中间3 组以及右边4 组之间是不连通的。若使用的时候需要连通,必须在两者之间跨接导线。 下面部分是由中间一条隔离凹槽和上下各5 行的插孔构成。在同一列中的5 个插孔是互相连通的,列和列之间以及凹槽上下部分则是不连通的。
电子控制电路基本实验所用的元器件包括:电池组2组(3V、6V,带电池卡、电极引线)。面包板(SYB-130或118、SYB-46型)。电阻器27只(47Ω、100Ω、390Ω×8、1kΩ×6、2.2kΩ×5、3.3kΩ、10kΩ、15kΩ、47kΩ、330kΩ、2.2MΩ),小型直滑电位器(47kΩ),电容器7只(1000pF、0.022μF、47μF、100μF×2,220μF×2)。光敏电阻器(MG45-1),光电二极管,开关二极管(1N4148),发光二极管4只(红、绿、黄、橙),三极管4只(8050、9013×2、9014),数码管(LC5011)。数字集成电路10块(74LS00、74LS02、74LS04、74LS08、74LS32、74LS73、74LS74、74LS86、4511、4518)。继电器(JRC-21F),双金属复片(启辉器),磁控开关1套(条形磁铁、干簧管开关),压电陶瓷片(φ27mm,带共鸣壳体),电子蜂鸣器(3V或6V),小电灯1个(3.8V),玩具直流电动机(3V,带小螺旋桨)。接钮开关2个,导线若干和元器件盘。此外,还需要准备常用的工具,如镊子、桃形钳和一字小改锥,自选实验所需添加的一些元器件等。
在具体使用的时候,通常是两窄一宽同时使用,两个窄条的行一般和地线连接,第二行和电源相连。由于集成块电源一般在上面,接地在下面,如此布局有助于将集成块的电源脚和上面第二行窄条相连,接地脚和下面窄条的行相连,减少连线长度和跨接线的数量。中间宽条用于连接电路,由于凹槽上下是不连通的,所以集成块一般跨插在凹槽上。
插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为0.4~0.6mm,即比大头针的直径略微细一点。元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔,应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力,在面包板倒置时,元器件应能被簧片夹住而不脱落。面包板应该在通风、干燥处存放,特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。要保持面包板清洁,焊接过的元器件不要插在面包板上。
实验是通向科学成功的桥梁,正是由于实验造就了19世纪最伟大的实验物理学家、实验大师M·法拉第,为近代物理的发展奠定了基础。在了解面包板的构造之后,通过面包板电路搭接实验来了解其使用的方法。
1.省电指示灯电路
图2为省电指示灯电路,它由电池组GB(6V)、按钮开关SB、限流电阻器R(390Ω)、红色发光二极管和导线组成。电池组用4节5号电池串联而成,开关选用电铃按钮开关,接线用1芯导线,电阻器上面的四条色环为橙色、白色、棕色及金色,标称阻值为390Ω,允许偏差±5 %。发光二极管采用直径3mm的红色发光二极管。限流电阻器R为390Ω时,发光二极管中电流约10mA,亮度已经很高了。如用高亮度发光二极管,限流电阻器可以适当加大(1k~3.9kΩ),工作电流仅为1~3mA,成为名副其实的省电指示灯电路。
看起来图2省电指示灯电路很简单,在面包板上搭接电路却是新的尝试,需要掌握在面包板上连接电路的方法,了解电阻器和发光二极管的使用方法,迈出面包板电路实验的步。建议初学者使用SYB-46型面包板,按图3示范连接方法进行实验。常见的错误是把电阻器、发光二极管的两条管脚插在同一列的5个方孔内造成短路,或者发光二极管正负极管